Пассивность никеля

Никель оказался самым перспективным металлом для изготовления химической аппаратуры, которая должна выдерживать разъедающее действие горячих щелочей, фтора, расплавленных солей и т. д. Химическая пассивность никеля при нагревании позволила использовать его в ракетной технике. Более трех четвертей получаемого никеля расходуется электровакуумной техникой. В настоящее время промышленность применяет несколько тысяч видов его сплавов. Так, с медью никель смешивается в любых пропорциях. Прекрасны механические свойства медноникелевых сплавов, известных еще древним металлургам. Никель обладает интересным отбеливающим свойством 20% никеля в сплаве полностью гасят красный цвет меди. Сплав нейзильбер (сплав меди, никеля и 20% цинка) и родственный ему сплав мельхиор (нет цинка, но присутствует 1 % марганца) применяют как в инженерных, так и в декоративных целях. Другой сплав меди (28—30%) и никеля (60—70%) нашел широкое применение в химическом машиностроении. Хорошо известны конструкционные никелевые и нержавеющие хромоникелевые стали. Инконель (сплав никеля, хрома с добавкой титана и других элементов) стал одним из главных материалов ракетной техники. Нихром (15% Сг и 60% Ni) широко используется в электронагревательных приборах. Большое количество никеля используется для никелирования. [c.400]

В зоне прилива и на малых глубинах поверхность никелевых сплавов подвергается биологическому обрастанию, например усоногими раками и моллюсками. Это затрудняет поддержание пассивности никеля и сплавов нпкель — медь, никель — хром — железо и никель — хром. Однако сплавы системы нпкель — хром — молибден сохраняют пассивность в зоне прилива и при обрастании. [c.79]

ИССЛЕДОВАНИЕ АНОДНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ И ЯВЛЕНИЕ ПАССИВНОСТИ Задача 1. Анодная пассивность никеля [c.274]

Работа имеет целью изучить влияние плотности тока, температуры и ионов хлора на анодную пассивность никеля. [c.276]

Данные, характеризующие анодное растворение электролитического никеля в растворах, содержащих СГ, даны на рис. 138. При концентрации СГ 0,05—1-н. пассивность не возникает при значительных силах тока. Ионы хлора, избирательно адсорбируясь на аноде, препятствуют адсорбции атомов кислорода или ионов гидроксила. Этим самым устраняется пассивность никеля. [c.299]

Рис. 106. Потенциостатическая схема для исследования пассивности никеля

Пассивность никеля при полном погружении в морскую воду может поддерживаться в быстром потоке. Средняя скорость коррозии никеля в условиях погружения может достигать 130 мкм/год [4]. В неподвижной воде никель подвержен биологическому обрастанию и под образовавшимся слоем, так же как и в щелях, может происходить необратимая потеря пассивности. При 16-летней экспозиции в Тихом океане средняя скорость коррозии никеля, определенная по потерям массы, была равна 30,7 мкм/год (см. табл. 28) [40]. Однако уже после первого года экспозиции наблюдалась перфорация пластин толщиной 6,35 мм в результате локального питтинга. На больших глубинах средние скорости коррозии никеля составляли от <2,5 до 46 мкм/год [43]. В щелевых условиях наблюдалась перфорация образцов всего за 197 дней. При этом общая поверхностная коррозия была очень мала, а все коррозионные потери приходились на питтинг. Наблюдалась [c.81]

Сплавы Хастеллой X, F п G испытывают пренебрежимо малую щелевую коррозию и обладают хорошей стойкостью к общей коррозии в морской воде, что подтверждается результатами глубоководных коррозионных испытаний и согласуется со сделанным выше выводом о необходимости добавок хрома и молибдена для обеспечения пассивности никеля и повышения стойкости к местной коррозии. Прекрасной коррозионной стойкостью в морской воде должен обладать, если судить по составу, и сплав Рене 41. [c.88]

Работа 5. Анодная пассивность никеля [c.349]

ПЛОТНОСТИ тока (скорости) растворения к - Но это означает, что при предположении о равновесии внутри пассивирующего слоя (2а, 26) уравнение (6. 2) со значениями нормальных потенциалов Ео.п из табл. 15 сохраняет свою силу и для электролитов, не насыщенных окислом ( к 0)- В этом случае потенциал окисного электрода не онределяется концентрацией ионов металла в электролите, как это наблюдал Феттер для пассивного железа и Феттер и Арнольд для пассивного никеля. [c.803]

Зависимость плотности ионного тока с от напряженности поля по уравнению (6. 6) для пассивирующего слоя на железе удалось подтвердить Феттеру (рис. 357). Рассчитанный из наклона прямых множитель [azF/(/ r)l-а/б имеет величину, соответствующую атомарным размерам, и потому подтверждает справедливость уравнения (6. 6) для пассивного железа. Для пассивного никеля Окамото и сотрудники также нашли, что после быстрого изменения потенциала плотность тока меняется по логарифмическому закону (см. рис. 357). [c.814]

Никель, как и железо, способен к пассивации. Его пассивность в отличие от железа более устойчива и может возникать на воздухе, в водных растворах щелочи и при анодной поляризации. Добавка никеля к стали или чугуну обычно оказывает облагораживающее действие а черные металлы, их сплавы с никелем более стойки к коррозии. Пассивность никеля обусловлена образованием стойких окисных пленок, закрывающих поверхность металла и затрудняющих переход его ионов в раствор. В зависимости от способа пассивации строение и состав окисных пленок могут быть различны. Пассивность никеля может вызываться хемосорбцией гидроксильных или кислородных ионов иа поверхности металла, образованием его окислов и гидроокисей или других нерастворимых в данном растворе соединений. Пассивирование никеля при анодной поляризации определяется свойствами анионов электролита и сильно зависит от величины pH раствора чем больше его pH, тем скорее и полнее пассивируется металл . Пассивации способствуют также повышение анодной плотности тока, снижение температуры и наличие в растворе ионов никеля. Противоположное влияние на пассивацию никеля оказывает присутствие в электролите хлор-иона, сульфатов, карбонатов и других кислотных анионов 5 З", а также наличие примесей в металле Агрессивное действие ионов хлора и кислородсодержащих анионов проявляется тем сильнее, чем меньше концентрация щелочи. В растворах карбонатов никелевый анод нестоек. [c.212]

ЭО пассивного никеля было недавно исследовано в [132]. В отличие от показанных на рис. 31 спектров дифференциального отражения N1 [63], полученные в [132] спектры ЭО имеют при 4,0—4,1 эв отрицательный пик, положение и высота которого заметно зависят от потенциала. В этом случае различия условий получения спектров дифференциального отражения и ЭО приводят к гораздо большим различиям вида спектров, чем для платины и золота. Хотя в [63] и [132] применялись разные растворы (сернокислые в [132] и щелочные в [63]), основную роль играют, по-видимому, различия в способе изменения потенциала. Принципы СДО, которая дает, по существу, интегральную величину изменения К, описаны выше в [132] применялась синусоидальная модуляция потенциала с частотой в десятки и сотни герц и довольно малой амплитудой (до 25 мв), так что в этом случае мы имеем дело с существенно дифференциальными изменениями / . Причина столь большого значения способа модуляции потенциала в случае никеля заключается, вероятно, в особенностях его электрохимического поведения наличии ярко выраженных областей пассивности и перепассивации, существенных изменений состава и свойств окисной пленки с потенциалом, связанных с этим изменений импеданса электрода и,, по-видимому, оптических свойств пленки. Поэтому применение метода ЭО для исследования электродов типа пассивного никеля кажется более оправданным, чем применение метода СДО, в котором используются слишком большие изменения потенциала. [c.147]

При анодной поляризации никелевого анода до некоторого потенциала А (рис. 163) металл начнет растворяться и с повышением напряжения плотность тока будет расти по кривой АВ. Но в точке В плотность тока резко упадет, а потенциал анода повысится до точки С растворение прекратится, анод станет пассивным. Если продолжать повышать напряжение, то по достижении потенциала выделения кислорода в точке О плотность тока вновь начнет расти по кривой ОЕ, причем на аноде будет выделяться кислород. Если начать понижать плотность тока, то и после прекращения выделения кислорода пассивный никель не будет растворяться. Лишь когда потенциал упадет до точки F, плотность тока скачком возрастет до величины, соответствующей точке Я, никель вновь станет активным и начнется его растворение. [c.422]

На пути электролитического рафинирования никеля стоят значительные трудности а) перенапряжение водоро да на никеле мало (см. 5), потому нельзя применять заметно кислые электролиты б) в щелочных или нейтральных электролитах легко выпадают гидраты никеля pH электролита должно быть около катода не больше 6,5 и потому катодное пространство следует пита гь более кислым раствором (pH 3 -4) в) на аноде из чернового никеля наблюдается заметная поляризация, связанная с пассивностью никеля в результате на аноде, кроме никеля и отрицательных металлов (железо и др.), может растворяться также и медь, ионы которой всегда находятся в анолите. Таким образом, главные примеси чернового никеля переходят на аноде в раствор и, подойдя к катоду могли бы выделиться на нем эффект рафинирования в таком случае стал бы равным нулю. [c.230]

Рис. 5.11. Катодная (/) и анодная (II) поляризационные кривые никеля и пассивного никеля в растворах [б]

Исследование процесса окисления никеля в различных растворах привело к прямо противоположному выводу [8, 9]. На рис. 6 приведены экспериментальные данные, полученные на активном и пассивном никеле в 0,17V растворе КОН. Из рис. 6 видно, что как на активном, так и на пассивном никеле в широком интервале времени наблюдаются зависимости, характерные для диффузионного контроля. Наклон прямых при этом на пассивном никеле оказывается почти на порядок меньше, чем на активном. Влияние перемешивания во всех случаях отсутствует, так же как и в случае окисления серебра, что говорит о диффузионном контроле в окисном слое. Эти результаты указывают на то, что пассивация никеля связана с ухудшением условий переноса в окисном слое, а не с изменением энергии активации процесса. Следовательно, в данном случае следует говорить не об истинной пассивации, а лишь об усугублении концентрационной поляризации в окисном слое как причине уменьшения тока. [c.87]

Как показали наши исследования, в 20%-ной серной кислоте при 40° С полная пассивность никеля наступает при потенциале -1-0,8 б, а в 40%-ной кислоте — при потенциале +0,95 в. В 60 и 75%-ных растворах кислоты такого явления, как уменьшение плотности тока с последующим его увеличением, не наблюдается. В 75%-ном растворе прианодной поляризации цри потенциале приблизительно —0,1 в у никеля достигается высокое значение предельного тока (100 ма см ), которое при дальнейшем смещении потенциала в положительную сторону не изменяется (см. рис. 3, кривая 6). Это свидетельствует о том, что в этих растворах кислоты никель растворяется с высокой скоростью в широкой области положительных потенциалов. На потенциостатической кривой потенциал—плотность тока, снятой в 94%-ной серной кислоте (см. рис. 4), можно проследить соответствующие максимумы и минимумы, как это было отмечено в 40%-ной кислоте, хотя изменение плотности тока в данном случае незначительно. [c.117]

Вследствие своей пассивности никель химически стоек во многих органических кислотах, слабо растворим в минеральных кислотах и полностью устойчив в щелочах при всех температурах и концентрациях. [c.141]

В работе Красильщикова и Андреевой [22] было показано, что процесс ионизации кислорода в щелочной среде идет с большой поляризацией. Наблюдаемую пассивность никеля по отношению к процессу ионизации кислорода в щелочи авторы считают следствием образования слоя гидрата закиси никеля, обладающего плохой электропроводностью. [c.141]

Скорости растворения металлов в пассивном состоянии значительно менее чувствительны к составу водных растворов электролитов, чем потенциал и ток пассивации, хотя некоторые анионы, обладающие адсорбционной способностью, могут оказывать на величину этой скорости заметное влияние. Так, установлено ускоряющее действие ионов С1О4 [103] и галогенид-ионов [36] на процесс растворения пассивного никеля. Иная картина наблюдается в [c.23]

Окислительные добавки не вызывают изменения скорости растворения пассивного никеля в серной кислоте[ 58]. Для железа при некоторых потенциалах в пассивной области обнаружено тормозящее действие добавок MnO4 [c.24]

Пассивность никеля доказывается следующим опытом. Смешивают 13 г метоксидиизобутилалюминия с несколькими миллиграммами ацетилацетоиата никеля, после чего смесь тотчас же окрашивается в темно-коричневый цвет. Затем добавляют 40 мл. гексена-1 и нагревают смесь вначале до 80° и окончательно до 100°. Выделения изобутилена не наблюдается. После выдерживания в течение 2 час. отгоняется чистый а-гексен. [c.212]

В электрохимическом поведении и, в частности, в величинах K для пассивных железа и никеля, химически очень сходных между собой, наблюдаются существенные различия. Для никеля Феттер и Арнольд установили сильную зависимость от потенциала, как это показано на рис. 349, где представлены данные для различных значений pH. При этом в области потенциалов, близких к нотенциалу выделения кислорода, был обнаружен своеобразный максимум. Подобные явления были обнаружены М. Пражаком, В. Пражаком и Чигалом для различных хромоникелевых сталей. Окамото и сотрудники нашли, что при температурах 40 и 70 °С для пассивного никеля в узкой области потенциалов плотность коррозионного тока также не зависит ог потенциала, что, однако, не подтвердилось в исследованиях Феттера и Арнольда . Необходимо отметить, что Колотыркиным была найдена значительно большая величина плотности коррозионного тока K - [c.805]

Рис. 349. Зависимость стационарной плотности коррозионного тока на пассивном никеле от потенциала для различных температур и pH раствора [по Феттеру и Арнольду (1—5) и Окамото,Кобаяши, Нагаяма и Сато ф—7)]

Сведения о толщине слоя на пассивном никеле ограничены. Тронстед с помощью оптического метода оценил толщину слоя на анодно запассивированном в кислом сульфатном растворе никеле как величину порядка 50—80 А. По данным Пфистерера, Политики и Фухса пассивирующие слои на тончайшей никелевой фольге имеют толщину всего лишь —15 А. Из осциллографических измерений количества электричества Арнольд и Феттер определили величину порядка 50 А. [c.820]

В [132] выдвинута гипотеза, согласно которой спектр ЭО пассивного никеля возникает вследствие модуляции состава поверхностных слоев окисной пленки. Формально эта гипотеза аналогична теории Хансена и Простака [36] с тем отличием, что вместо модуляции плотности электронов в ней предполагается модуляция концентрации ионов (точнее, соотношения различных окисных структур). Поскольку колебания состава окисла весьма инерционны, должна наблюдаться и действительно наблюдается зависимость от частоты модуляции. Сигнал ЭО максимален при ф = 0,97 в (по насыщ. к. э.), когда, по мнению авторов, максимальна скорость изменений состава окисла. Гипотеза модуляции состава пленки, к сожалению, не оценена в Р1321 с точки зрения оптики тонких пленок, как это делается в большинстве рассмотренных выше работ. По-видимому, такая оценка необходима, несмотря на трудности, с которыми она сопряжена. [c.147]

Приведем еще один характерный пример. При анодной поляризации никеля в растворе 1ЧНз он пассивируется. В области Аф ток пп = 6-10 а см . После выдержки никеля в таких условиях в течение 5 ч (5,3 н. раствор КНз) при ф = 0,5 в была записана катодная кривая заряжения, не показавшая остановок или задержек потенциала, отвечающих восстановлению фазового окисла [50]. Следовательно, пассивность никеля в данном случае обусловлена не окисной пленкой. [c.236]

Сухотин и Станишевский [11] приписывают пассивность никеля присутствию на его поверхности в определенном диапазоне потенциалов фазовых пленок переменного состава — от N101,13 до N101,18 — толш иной 20—40 А. Таким образом, при погружении электродов в раствор перекиси водорода их поверхность сразу же должна покрываться окислами или хемосорби- [c.119]

Эти реакции могут навязывать свои равновесные потенциалы и некоторым неблагородным техническим твердым металлам, обычно, когда последние находятся в пассивном состоянии и процесс ионизации протекает с достаточно низкой скоростью. Например, в 1 н. Н2504 пассивному никелю может навязывать свой потенциал реакция + е Ре2+. В растворе 1 н. [c.42]

Уместно отметить, что аналогичные результаты были получены при изучении растворения пассивного никеля [95]. Никель пассивировали в растворе, обогащенном изотопом воды по кислороду Ю. Пассивный никель растворяли в необога-шенном этим изотопом растворе. Полученные результаты указывают на то, что лишь 20—25% анодного тока расходовалось на реакции растворения и вторичного формирования пленки. Остальные 75—80% тока расходовались на прямое анодное растворение никеля. [c.40]

В случае чистого никеля при потенциале около 1,0 8 (н. в. э.) в 1 растворе серной кислоты скорость растворения пассивного никеля уменьшается раза в два [279, 279а]. Вторичная пассивация никеля может быть, по-видимому, объяснена образованием КЮг- Вычисленный нормальный потенциал реакции [c.139]

Катодный (пассивный) никель ДН499 (примеси те же, что и в никеле ДН339, кроме 51, содержание которого менее 0,01%). ... 0,5 11 3,5 15 [c.453]

Пленка на железном аноде, перешедшем в пассивное со стояние в серной кислоте, должна содержать большой избыток кислорода, как это объяснено на стр. 32, если только эта пленка не претерпела восстановления и растворения. Повидимому лучше всего рассматривать эту пленку как окисел железа с растворенным в нем кислородом, но не исключается и наличие определенных более высоких окислов. Вопрос о пленках, полученных погружением в хромовый раствор, обсуждается на стр. 379, а вопрос о пленках, образующихся в азотной кислоте, —на стр. 393. Банкрофт и Портер считают,, что пленки на пассивном железе всегда одинаковы, независимо от метода пассивации. Они считают, что пленки состоят из более высокого окисла, сделавшегося стойким благодаря абсорбции, в соответствии со взглядами Бенета и Борнгема , и что, когда пленка снимается, она становится нестойкой, теряет кислород и переходит в РегОз. Для того чтобы принять эту гипотезу разложения во время снятия пленки, необходимы дальнейшие доказательства. Четкое воспроизведение поверхности металла и удивительная крепость снятой пленки не позволяют предположить разложения, которое, конечно, способствует распадению. Однако идея пленки, делающейся стойкой благодаря абсорбции, была независимо от этого развита Коломбье , чтобы объяснить пассивность никеля в кислоте, которая должна была бы растворять обычную форму окиси никеля. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология